Sa night shift noong Miyerkules, tatlong magkakasunod na batch ng mga T-BOX control board sa sasakyan na ginawa nang maramihan para sa isang customer ang nakabuo ng BGA cold solder joints. Ang AOI missed-detection rate ay kasing taas ng 12%, at natuklasan ng X-ray retesting na 64% ng BGA solder balls ay may mga void na lampas sa specification. Kinumpirma ng aming on-site na cross-sectioning na ang mga voids ay puro sa tuktok ng solder joints, habang ang sinusukat na peak temperature ng reflow oven ay 238°C, at ang profile ay nagpakita na ang soak zone time ay 65 segundo lamang. Batay sa Solder Paste na MSDS, nalaman namin na ang batch na ito ay gumamit ng high-temperature solder paste (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, melting point na 217–220°C), ngunit ang na-rate na limitasyon sa itaas na temperatura ng BGA package ay 225°C lamang. Nangangahulugan ito na sa panahon ng peak temperature segment, ang bahagi ng molding compound ay lumambot at na-deform na, at ang panghinang ay piniga habang binabasa, na bumubuo ng mga top void. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay partikular na tipikal kapag ang mataas na temperatura na solder paste ay ginagamit sa manipis na mga pakete ng BGA. Ang pangunahing dahilan ay hindi hindi tumpak na temperatura ng oven, ngunit isang matinding hindi pagkakatugma sa pagitan ng uri ng solder paste at thermal tolerance ng device.

Sa oras na iyon, ang linya ng produksyon ay agarang ibinaba ang reflow peak sa 232°C at pinahaba ang soak zone sa 90 segundo. Bagama't ang yield para sa shift na iyon ay bumawi sa 99.2%, nalaman ng pagpupulong kinaumagahan na ang MLCC tombstoning rate ay tumaas mula 0.3‰ hanggang 2.1‰. Dahil ang medium-temperature na solder paste (Sn42/Bi58, melting point na 138°C), kung pinaghalo sa orihinal na high-temperature na solder paste na linya, ay may makitid na window ng aktibidad at mabilis na pagkabulok ng lagkit, ang pagbagsak ay nangyari sa loob ng 30 minuto pagkatapos ng pag-print. Ang disenyo ng stencil aperture ay hindi nabayaran para sa low-melting-point system, na humahantong sa solder paste bridging sa pagitan ng fine-pitch QFP pin. Sa panahon ng reflow, ang hindi balanseng pag-igting sa ibabaw ay direktang nag-angat sa mga bahagi. Ang panganib na ito ng magkahalong linya ay halos hindi maiiwasan kapag ang mga parameter ng pag-calibrate ng stencil, squeegee, at SPI ay hindi lubusang nililinis sa panahon ng pagpapalit ng linya.

Ang pangunahing solusyon ay dapat magsimula sa materyal na kontrol sa pinagmulan. Nag-install kami ng RFID scanning lock sa solder paste dispensing area, na nagbubuklod sa bawat lata ng solder paste sa modelo nito, melting point, listahan ng mga naaangkop na device, at kaukulang numero ng profile ng oven. Hindi mabubuksan ng mga operator ang solder paste na refrigerated cabinet nang hindi nag-scan ng katugmang profile. Kasabay nito, ang pamamahala sa buhay ng stencil ay binago mula sa"pagbibilang ayon sa bilang ng mga gamit" patungo sa"pagbibilang ayon sa uri ng solder paste." Matapos gamitin ang parehong stencil para sa tuluy-tuloy na pag-print ng high-temperature solder paste para sa higit sa 20,000 boards, ito ay sapilitang kinuha offline para sa paglilinis ng acid. Kung ang medium-temperature na solder paste ay ililipat sa midway, agad itong i-scrap, dahil ang Bi residue ay makakahawa sa mga hangganan ng butil ng kasunod na mataas na temperatura na solder joints, na nagpapataas ng propagation rate ng microcracks pagkatapos ng thermal cycling ng 3.7 beses. Ang data na ito ay mula sa aming pinabilis na pagsubok sa paghahambing sa pagtanda ng 12 supplier noong nakaraang taon, hindi isang teoretikal na pagkalkula.

Dapat na naka-embed ang mga aksyong pang-iwas sa pang-araw-araw na ritmo ng produksyon. In karagdagan sa nakagawiang inspeksyon ng SPI para sa unang artikulo araw-araw, obserbahan ang solder paste na particle morphology sa ilalim ng 10x na mikroskopyo. Ang mataas na temperatura na solder paste ay dapat magkaroon ng pare-parehong metal na kinang at matalim na mga gilid; kung lumilitaw ang malabo na diffuse reflection, ito ay nagpapahiwatig na ang Flux ay na-hydrolyzed at nabigo. Para sa medium-temperature na solder paste, tingnan kung ang Bi whisker ay namuo; kung gayon, agad na itigil ang paggamit ng buong batch. Tuwing Biyernes ng hapon, magsagawa ng fixed oven profile measurement gamit ang tracking board, ngunit dapat gumamit ng composite board na may aktwal na kapal ng PCB at tansong kapal; ipinagbabawal ang karaniwang substrate ng aluminyo. Dahil ang pagkakaiba sa kapasidad ng init sa pagitan ng 0.8mm FR4 at 2oz na kapal ng tanso ay maaaring magdulot ng nasusukat na peak temperature deviation na ±4.3°C, sapat na ang error na ito upang ilagay ang SnBi solder joints sa semi-melten state at mawala ang mekanikal na lakas. Ang lahat ng solder paste ay dapat markahan ng oras ng pagbubukas at temperatura/humidity record pagkatapos buksan. Ang high-temperature solder paste na higit sa 12 oras sa 25°C, at medium-temperature na solder paste na higit sa 8 oras, ay itinuturing na expired na. Kahit na walang abnormal na hitsura, ang mga ito ay ipinagbabawal na gamitin sa mga produktong automotive-grade. Ito ay isang NC item na inisyu sa panahon ng pag-audit ng isang German Tier1 na supplier noong nakaraang taon; pagkatapos ng pagwawasto, hindi kami nakatanggap ng mga katulad na ulat sa hindi pagsunod.

Noong nakaraang buwan, lumipat ang production line sa isang bagong brand ng medium-temperature na solder paste. Ang supplier ay nag-claim ng 30% na pagtaas sa aktibidad, ngunit sa loob ng dalawang magkasunod na araw, ang QFN chip solder ball offset rate ay lumampas sa 5%. Inalis namin ang mixer at nalaman na ang squeegee gap ay na-adjust sa 0.15mm, na higit sa 0.08–0.10mm na kinakailangan para sa solder paste na ito. Nasira ng sobrang lakas ng paggugupit ang Bi phase sa mga nano-sized na particle, na abnormal na pinagsama-sama sa gilid ng solder joint habang nag-reflow, na bumubuo ng isang malutong na Bi-rich na layer. Kinumpirma ng pagsusuri ng spectrum ng enerhiya ng X-ray na ang nilalaman ng Bi sa gilid ng offset solder joint ay umabot sa 82.6%, habang ang normal na halaga ay dapat na mas mababa sa 65%. Samakatuwid, ang lahat ng mga parameter ng paghahalo ng solder paste ay pinatibay na ngayon sa sistema ng MES, at hindi maaaring manu-manong baguhin ng mga operator ang mga ito. Ang bawat pagbabago ay dapat na malayuang i-unlock ng isang process engineer at ang mga bagong parameter ay na-upload nang sabay-sabay. Ang mahirap na hadlang na ito ay sampung beses na mas epektibo kaysa sa pagsasanay.